Nobel 2017 premia a descubridores de mecanismo regulador del ritmo circadiano

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El Premio Nobel 2017 en Fisiología o Medicina ha sido este año para los tres investigadores responsables de haber descubierto el mecanismo molecular que controla el ritmo circadiano: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young.

Este grupo de científicos estadounidenses, dijo la Asamblea Nobel en el Instituto Karolinska de Suecia, ha aportado hallazgos de gran valor a la biología y el funcionamiento del cuerpo humano, ya que el mecanismo descubierto “explica cómo las plantas, los animales y los humanos adaptan su reloj biológico de forma que se sincroniza con el movimiento de la Tierra”. 

Lo que popularmente se conoce como “reloj biológico” fue explorado por los científicos galardonados en 1984, cuando Hall y Rosbash, compañeros de trabajo en la Universidad Brandeis de Boston, se unieron a Michael Young de la Universidad Rockefeller de Nueva York para aislar el gen del período, relacionado durante los años 70 con el control del ritmo circadiano en las moscas de la fruta.

Jeffrey Hall y Michael Rosbash luego descubrieron que el PER, la proteína codificada por el gen del período, se acumulaba durante la noche y se degradaba durante el día. Por lo tanto, los niveles de proteína PER eran variables a lo largo de un ciclo de 24 horas, en sincronía con el ritmo circadiano.

Este mecanismo explica por qué las personas que viajan largas distancias a lo largo de husos horarios distintos a menudo tienen problemas para dormir después del vuelo, un fenómeno conocido como jet lag.

LA MAYORÍA DE LOS ORGANISMOS VIVOS PUEDEN ANTICIPARSE Y ADAPTARSE A LOS CAMBIOS DIARIOS EN EL MEDIO AMBIENTE

Otros investigadores habían encontrado que no sólo las plantas sino también los animales y los seres humanos tienen un reloj biológico que ayuda a preparar al organismo para las fluctuaciones del día. Esta adaptación regular es lo que se conoce como ritmo circadiano, procedente de las palabras latinas circa, que significa “alrededor”, y muere, que significa “día”. Sin embargo, fuera de este principio básico de funcionamiento, la forma exacta en que se regulaba nuestro reloj biológico circadiano interno siguió siendo un misterio por mucho tiempo, hasta que Hall, Rosbash y Young profundizaron en el tema.

Figura 1. Durante el siglo XVIII, el astrónomo Jean Jacques d’Ortous de Mairan estudió plantas de mimosa y descubrió que las hojas se abrían hacia el sol durante el día y se cerraban al anochecer. Se preguntó qué pasaría si la planta fuera colocada en oscuridad constante. Descubrió que, independientemente de la luz solar diaria, las hojas seguían su oscilación diaria normal. Las plantas parecían tener su propio reloj biológico. (Nobelprize.org)

El descubrimiento

Los científicos reconocidos este año utilizaron moscas de la fruta como organismo modelo para aislar el gen del período, que controla el ritmo biológico diario normal. Hall, Rosbash y Young mostraron que este gen codifica una proteína que se acumula en la célula durante la noche y se degrada durante el día; posteriormente, identificaron componentes proteicos adicionales de esta maquinaria, exponiendo el mecanismo que gestiona la relojería autosostenida dentro de la célula.

Gracias a esto, ahora sabemos que los relojes biológicos funcionan con base en los mismos principios celulares de otros organismos multicelulares, incluyendo a los humanos. Es decir: con una absoluta precisión.

Nuestro reloj interno adapta nuestra fisiología a las distintas fases del día regulando funciones críticas como el comportamiento, los niveles hormonales, el sueño, la temperatura corporal y el metabolismo. Nuestra forma de desenvolvernos en el mundo se ve afectada cuando hay un desajuste temporal entre nuestro entorno externo y nuestro reloj biológico interno, por ejemplo, cuando viajamos a través de varias zonas horarias y experimentamos el “jet lag”.

Existen también indicaciones de que la desalineación crónica entre nuestro estilo de vida y el ritmo dictado por nuestro cronometrador interno se asocia con un mayor riesgo para muchas enfermedades, como puede ocurrir con las personas que no respetan un horario de sueño adecuado o que se privan de las horas de descanso mínimas.

Figura 3. El reloj circadiano anticipa y adapta nuestra fisiología a las diferentes fases del día. Nuestro reloj biológico ayuda a regular los patrones de sueño, el comportamiento en cuanto a la alimentación, la liberación de hormonas, la presión arterial y la temperatura corporal. (Nobelprize.org)

El descubrimiento de los científicos galardonados nos permite comprender mejor cómo se ve involucrado el reloj biológico en muchos aspectos de nuestra fisiología, nuestra salud física y mental. Ahora sabemos que todos los organismos multicelulares, incluyendo a los humanos, utilizan un mecanismo similar para controlar los ritmos circadianos, que gran parte de nuestros genes están regulados por el reloj biológico y, en consecuencia, que un ritmo circadiano cuidadosamente calibrado adapta nuestra fisiología a las diferentes fases del día.

Desde los descubrimientos seminales de Hall, Rosbash y Young, la biología circadiana se ha convertido en un campo de investigación vasto y dinámico, con implicaciones para nuestra salud y bienestar. En el terreno de la psicología, sabemos que el sueño juega un papel importantísimo en la consolidación de la memoria y el procesamiento de la información, y que un ritmo de sueño interrumpido podría tener un grave impacto a nivel emocional y cognitivo.

UN ESTUDIO PUBLICADO EN 2012 EN THE BRITISH JOURNAL OF PSYCHIATRY INDICA QUE EL 80% DE LOS PACIENTES CON ESQUIZOFRENIA PRESENTA DESÓRDENES DE SUEÑO COMO INSOMNIO

Para el neurocientífico circadiano Russell Foster, dormir es “la experiencia más importante del comportamiento que tenemos”, un filtro de regulación que sin duda impacta en todos los aspectos de nuestra vida y que determina nuestra calidad de salud tanto física como psicológica. Una persona promedio, dice Foster, pasa alrededor del 36% de su vida durmiendo, lo que significa que si vive 90 años entonces habrá dormido 32 años.

Lo que no entendíamos antes era la auténtica importancia del sueño, y de hecho, todavía hoy muchas personas prefieren evitar y hasta desechar la experiencia de dormir porque desconocen lo determinante que es en la regulación de todo el funcionamiento de nuestro organismo. El descubrimiento de Hall, Rosbash y Young es trascendental porque nos explica por qué debemos cambiar estas ideas acerca del sueño y tomarnos más en serio las pautas de nuestro reloj biológico, que guardan una relación directa con nuestro funcionamiento cognitivo.

Para profundizar en la importancia del sueño y sus implicaciones, los invitamos a echar un vistazo a la presentación de Rusell Foster en TED: 

FUENTE: www.psyciencia.com

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